Первое в истории исследование на людях показало, что вдыхание ультрачистого графена не оказывает негативного влияния на работу легких и сердечно-сосудистой системы в краткосрочной перспективе. Это открывает двери для разработки нового метода доставки лекарств, направленного на лечение таких заболеваний, как рак.
Точная доставка лекарств
Основная задача современной системы доставки лекарств - точечно воздействовать на пораженные ткани, минимизируя при этом побочные эффекты для здоровых. Для этой цели предлагается использовать оксид графена (ГО) - окисленную форму "чудо-материала" графена. Он обладает высокой биосовместимостью, химической и механической стабильностью, гидрофильностью и большой площадью поверхности.
Однако до сих пор безопасность использования ГО на людях оставалась под вопросом. Это связано с различными источниками материала, из-за чего его размеры и химические свойства сильно варьируются. Новое исследование, проведенное учеными из Эдинбургского университета (Шотландия), показало, что вдыхание ультрачистого ГО не вызывает побочных эффектов.
"Наноматериалы, такие как графен, обладают огромным потенциалом, но прежде чем широко их применять, необходимо убедиться в их безопасности для человека. Возможность изучить безопасность этого уникального материала на добровольцах - огромный шаг вперед в понимании его влияния на организм. Продуманный подход позволит нам безопасно использовать все преимущества нанотехнологий", - говорит Марк Миллер, один из авторов исследования.
Испытание на добровольцах
Исследователи синтезировали тонкие, высокоочищенные нанопластины ГО, не содержащие металлов и эндотоксинов, двух размеров: малые (s-GO) и ультрамалые (us-GO). Затем их распылили для ингаляции через маску. Четырнадцать здоровых добровольцев в течение двух часов вдыхали либо однократную дозу ГО, либо фильтрованный воздух, при этом периодически выполняя упражнения на велотренажере для обеспечения стандартной частоты дыхания у всех участников. Через несколько недель участники вернулись в клинику для повторного сравнительного воздействия ГО другого размера или чистого воздуха.
Исследование не выявило острых негативных влияний на функцию легких и сердца, ни на общий уровень воспаления у участников. "Незначительное увеличение тромбогенности" (склонности материала вызывать свертывание крови при контакте с ней) наблюдалось в лабораторной модели сосудистого повреждения. Это подчеркивает необходимость дальнейших исследований для более полной оценки воздействия на организм вдыхаемых искусственных наноматериалов.
Авторы признают ограничения исследования, а именно малое количество участников и тестирование только одной дозы ГО. Возможно, их было недостаточно для обнаружения более тонких эффектов вдыхания ГО, а более высокие концентрации или более длительное воздействие могли бы вызвать эффекты, не обнаруженные в данном исследовании. Тем не менее, они считают, что исследование является важным шагом на пути к полной оценке рисков использования ГО в биомедицине.
"Это первое в истории контролируемое исследование на здоровых людях, которое демонстрирует, что очень чистые формы оксида графена с определенным распределением размеров и поверхностными свойствами могут быть доработаны таким образом, чтобы минимизировать риски для здоровья человека", - говорит Костас Костарелос, другой автор исследования.
Однако возникает важный вопрос: насколько реализуемы подобные открытия? Для того, чтобы принести реальную пользу, графен и ГО необходимо производить в массовых количествах по низкой цене. Пока что массовое производство по доступной стоимости остается далекой мечтой.
Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
